JPS62158153A - セメント含有混合物およびその製造方法 - Google Patents
セメント含有混合物およびその製造方法Info
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- C04B28/00—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
- C04B28/02—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements containing hydraulic cements other than calcium sulfates
- C04B28/04—Portland cements
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- C04B2111/00034—Physico-chemical characteristics of the mixtures
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
発明の分野
本発明は、メーソンリーセメントおよびコンクリート用
のセメント含有混合物および、各々モルタルセメント又
はコンクリートとして使用する非ダイラタント、チクソ
トロビックな混合物の形成方法に関する。
のセメント含有混合物および、各々モルタルセメント又
はコンクリートとして使用する非ダイラタント、チクソ
トロビックな混合物の形成方法に関する。
発明の背景
メーソンリーセメントは、一般にモルタルと呼ばれてお
り、アメリカン・ソサイエテイ・フォー・テスティング
・アンド・マテリアルス（Ａ Ｓ ＴＭ）の規格又は外
国におけろそれに相当する規格に従って石工によって調
製されるセメント組成物である。モルタルの基本成分は
、水和石灰を添加したポルトランドセメントのような水
硬性セメント、砂のような細かい骨材および水である。
り、アメリカン・ソサイエテイ・フォー・テスティング
・アンド・マテリアルス（Ａ Ｓ ＴＭ）の規格又は外
国におけろそれに相当する規格に従って石工によって調
製されるセメント組成物である。モルタルの基本成分は
、水和石灰を添加したポルトランドセメントのような水
硬性セメント、砂のような細かい骨材および水である。
モルタルは、メーソンリー・ユニットの積み重ね材、お
よびコンクリートブロックやレンガ壁の塗り、上塗り、
漆喰塗り等に用いられる。モルタルは、その垂直面の化
粧漆喰塗りにも用いられる。
よびコンクリートブロックやレンガ壁の塗り、上塗り、
漆喰塗り等に用いられる。モルタルは、その垂直面の化
粧漆喰塗りにも用いられる。
ＡＳＴＭの要求を満足させるため、モルタルの成分は混
合時に、作業性、可塑性、保水性、生強度および凝集性
等が最も重要であるある種の作業性および取扱い性要件
を与えなければならない。
合時に、作業性、可塑性、保水性、生強度および凝集性
等が最も重要であるある種の作業性および取扱い性要件
を与えなければならない。
現在、メーソンリーモルタルは、特に、ＡＳＴＭ規格に
より要求される作業性および可塑性の程度を達成するた
め、混合物中の石灰成分に依存している。しかしながら
、水和石灰の使用は、モルタルの圧縮強度を減少させ、
風解を引起す。後者は水酸化力ルンウムおよび／又はそ
の塩類の浸出に起因し、その存在が実質上、組積構造の
美観を損ねる。さらに、水酸化カルシウムはアルカリ性
のＩ）Ｉ−［を示すため、皮膚や目を刺激しうる。水酸
化カルシウムの腐食性および石灰塩類の浸出による環境
危険のため、建築業界は石灰を含有しない安価なメーソ
ンリーセメント組成物を久しく捜し求めてきた。
より要求される作業性および可塑性の程度を達成するた
め、混合物中の石灰成分に依存している。しかしながら
、水和石灰の使用は、モルタルの圧縮強度を減少させ、
風解を引起す。後者は水酸化力ルンウムおよび／又はそ
の塩類の浸出に起因し、その存在が実質上、組積構造の
美観を損ねる。さらに、水酸化カルシウムはアルカリ性
のＩ）Ｉ−［を示すため、皮膚や目を刺激しうる。水酸
化カルシウムの腐食性および石灰塩類の浸出による環境
危険のため、建築業界は石灰を含有しない安価なメーソ
ンリーセメント組成物を久しく捜し求めてきた。
同様に、コンクリートは、セメント、骨材および水の混
合物から形成される。モルタルと同様に、該セメント成
分は、水と接触して反応し、骨材粒子と不溶性結合を形
成するポルトランドセメントのような水硬性セメントで
なければならない。このようにして、もし骨材が天然砂
又は砕砂のみを含有する場合、該混合物はモルタル組成
物と呼ばれ、骨材が砂と砂利の両方を含む場合、該混合
物はコンクリートと呼ばれる。砕砂は石、砂利および特
殊加工された空***鉱炉スラグを破砕して粒形および粒
度を保証することにより得られる製品としてメーソンリ
ーモルタルに使用するためにＡＳＴＭＣ−’＋４４に規
定されている。天然砂を骨オとして使用する場合、骨材
は１５０ミクロン未４１なの粒子が存在しないふるい（
Ｎｏ、 Ｉ ００のふるい）サイズによりふるい分けず
べきである。
合物から形成される。モルタルと同様に、該セメント成
分は、水と接触して反応し、骨材粒子と不溶性結合を形
成するポルトランドセメントのような水硬性セメントで
なければならない。このようにして、もし骨材が天然砂
又は砕砂のみを含有する場合、該混合物はモルタル組成
物と呼ばれ、骨材が砂と砂利の両方を含む場合、該混合
物はコンクリートと呼ばれる。砕砂は石、砂利および特
殊加工された空***鉱炉スラグを破砕して粒形および粒
度を保証することにより得られる製品としてメーソンリ
ーモルタルに使用するためにＡＳＴＭＣ−’＋４４に規
定されている。天然砂を骨オとして使用する場合、骨材
は１５０ミクロン未４１なの粒子が存在しないふるい（
Ｎｏ、 Ｉ ００のふるい）サイズによりふるい分けず
べきである。
養生モルタルおよびコンクリートの物性は水セメント比
およびセメントの水和の程度に依存する。
およびセメントの水和の程度に依存する。
モルタル又はコンクリートの成分は、ベースト状の混合
物を形成させるため水と結合される。モルタルの上塗り
あるいは、ブロックまたはレンガの重み積ねの間に、モ
ルタルのくずれ、垂れ下りが生じうる。これは混合時の
グイラタンシーと、チクソトロピーの欠乏による。コン
クリートの流し込み又は注入の間、頂面に水の滲出がい
くらか生じうる。該混合物が放出する遊離水の程度が混
合物のグイラタンシーの尺度である。グイラタンシーは
ポルトランドセメントの微細粒子および微細骨＋４粒子
の分離により生じ、より軽い粒子は遊離水と共に頂面に
上昇し、より重い粒子すなわち粗骨材は底に沈降するこ
とを可能にする。混合物のグイラタンシーは水セメント
比の変更に起因し、養生特性に影響を与え、欠陥生成品
を生じる。
物を形成させるため水と結合される。モルタルの上塗り
あるいは、ブロックまたはレンガの重み積ねの間に、モ
ルタルのくずれ、垂れ下りが生じうる。これは混合時の
グイラタンシーと、チクソトロピーの欠乏による。コン
クリートの流し込み又は注入の間、頂面に水の滲出がい
くらか生じうる。該混合物が放出する遊離水の程度が混
合物のグイラタンシーの尺度である。グイラタンシーは
ポルトランドセメントの微細粒子および微細骨＋４粒子
の分離により生じ、より軽い粒子は遊離水と共に頂面に
上昇し、より重い粒子すなわち粗骨材は底に沈降するこ
とを可能にする。混合物のグイラタンシーは水セメント
比の変更に起因し、養生特性に影響を与え、欠陥生成品
を生じる。
発明の概要
本発明によれば、モルタル、セメント又はコンクリート
用の、実質的に非ダイラタントであるセメント含有混合
物が、予め分粒した無機充填材粒子のポルトランドセメ
ントの間の予め定めた最小重量比に従い、かつ、充填材
粒子に対する水の最小重量比に従い、予め定めた最大粒
径より小さい予め分粒した該無機充填材粒子を、ポルト
ランドセメントおよび水と共に混合することにより形成
できることを見出した。モルタル又はコンクリートとし
て使用する場合、天然砂のような通常の骨材を、水分含
ｍを所望のコンシスチンシーまで適宜調整しながら、好
ましくは、全組成物に対して予め定めたパーセント範囲
内で該セメント含有混合物に添加できる。本発明のセメ
ント含有混合物は石灰を必要とせず、混合したモルタル
、セメントおよびコンクリートの圧縮強度、作業性、凝
集性および可塑性を実質的に増加する。
用の、実質的に非ダイラタントであるセメント含有混合
物が、予め分粒した無機充填材粒子のポルトランドセメ
ントの間の予め定めた最小重量比に従い、かつ、充填材
粒子に対する水の最小重量比に従い、予め定めた最大粒
径より小さい予め分粒した該無機充填材粒子を、ポルト
ランドセメントおよび水と共に混合することにより形成
できることを見出した。モルタル又はコンクリートとし
て使用する場合、天然砂のような通常の骨材を、水分含
ｍを所望のコンシスチンシーまで適宜調整しながら、好
ましくは、全組成物に対して予め定めたパーセント範囲
内で該セメント含有混合物に添加できる。本発明のセメ
ント含有混合物は石灰を必要とせず、混合したモルタル
、セメントおよびコンクリートの圧縮強度、作業性、凝
集性および可塑性を実質的に増加する。
広くは、本発明のセメント含有混合物は、水硬性セメン
ト、好ましくはポルトランドセメントと、約５０ミクロ
ンの最大粒径を存する予め分粒した無機充填材粒子を、
Ｃ／２−≦−Ｆ（ここに、Ｃは水硬性セメントの重量、
Ｆは予め分粒した充填材粒子の重量を意味する）で示さ
れる重量関係で組合せてなり、該組合せは骨材粒子に加
え、Ｆ ＝ ８２０市量の最小比率で水との混合に適応
され、これにより、該添加した骨材粒子の容量割合およ
び特性に対応して実質的に非ダイラタントなモルタル、
セメントまたはコンクリートを形成すること特徴とする
。
ト、好ましくはポルトランドセメントと、約５０ミクロ
ンの最大粒径を存する予め分粒した無機充填材粒子を、
Ｃ／２−≦−Ｆ（ここに、Ｃは水硬性セメントの重量、
Ｆは予め分粒した充填材粒子の重量を意味する）で示さ
れる重量関係で組合せてなり、該組合せは骨材粒子に加
え、Ｆ ＝ ８２０市量の最小比率で水との混合に適応
され、これにより、該添加した骨材粒子の容量割合およ
び特性に対応して実質的に非ダイラタントなモルタル、
セメントまたはコンクリートを形成すること特徴とする
。
本発明の実質的に非ダイラタントなるセメント含有混合
物の製造方法は、広くは、ポルトランドセメントと、そ
れに対する充填粒子の最小重量比率０．５により、最大
粒径約５０ミクロンを有する予め分粒した無機充填材粒
子を混合し、少なくとム該充填材粒子のｆｆｌ量と同量
の割合で、水を該混合物に添加し、モルタル、セメント
又はコンクリートとしての用途に応じて、用途に応じた
コンシステンンーを提供するに適した混合物の水分出で
、ポルトランドセメントおよび充填材粒子に関して所望
の容量比率の骨材粒子を添加することからなる。
物の製造方法は、広くは、ポルトランドセメントと、そ
れに対する充填粒子の最小重量比率０．５により、最大
粒径約５０ミクロンを有する予め分粒した無機充填材粒
子を混合し、少なくとム該充填材粒子のｆｆｌ量と同量
の割合で、水を該混合物に添加し、モルタル、セメント
又はコンクリートとしての用途に応じて、用途に応じた
コンシステンンーを提供するに適した混合物の水分出で
、ポルトランドセメントおよび充填材粒子に関して所望
の容量比率の骨材粒子を添加することからなる。
発明の目的
本発明の第一の目的は、水和石灰の含有を必要とせず、
それ以外はＡ Ｓ Ｔ Ｍ規格の全てをパスし、従来の
石灰モルタルセメント組成物より優れた圧縮強度、作業
性および可塑性特性を有するメーソンリーセメント用の
安価なセメント含有混合物を処方することである。
それ以外はＡ Ｓ Ｔ Ｍ規格の全てをパスし、従来の
石灰モルタルセメント組成物より優れた圧縮強度、作業
性および可塑性特性を有するメーソンリーセメント用の
安価なセメント含有混合物を処方することである。
本発明のもう一つの目的は、コンクリート組成物として
使用するセメント含有混合物を処方することである。
使用するセメント含有混合物を処方することである。
本発明の更にもう一つの目的は、モルタル、セメントお
よびコンクリート用の非ダイラタントなセメント含有混
合物の製造方法を提供することである。
よびコンクリート用の非ダイラタントなセメント含有混
合物の製造方法を提供することである。
図面の説明
以下、添付図面を参照して本発明の詳細な説明する。
第１図は、ポルトランドセメントと水の混合物の時間に
対する典型的な粘度特性を示す曲線、第２図は、本発明
により選択したシリカの予め分粒した無機充填材粒子、
および全混合物に対する百分率として種々含有量を変化
させた水を含有するポルトランドセメントの時間に関す
る粘度特性を示す曲線、第３図は、ポルトランドセメン
ト、水、および最大粒径レベルの毘なろシリカの予め分
粒した無機充填材粒子からなる混合物のグイラタンシー
の程度を示す棒グラフ、第４図は、ポルトランドセメン
トおよび骨材からなる典型的なメーソンリーセメント組
成物について、予め分粒した充ｌ拉子の重量増加に対応
して天然砂の量を増加させる同一の組成に関して、ノリ
力の予め分粒した無機充填材粒子のレベルを増加した時
の圧縮強度特性の比較を示すグラフである。
対する典型的な粘度特性を示す曲線、第２図は、本発明
により選択したシリカの予め分粒した無機充填材粒子、
および全混合物に対する百分率として種々含有量を変化
させた水を含有するポルトランドセメントの時間に関す
る粘度特性を示す曲線、第３図は、ポルトランドセメン
ト、水、および最大粒径レベルの毘なろシリカの予め分
粒した無機充填材粒子からなる混合物のグイラタンシー
の程度を示す棒グラフ、第４図は、ポルトランドセメン
トおよび骨材からなる典型的なメーソンリーセメント組
成物について、予め分粒した充ｌ拉子の重量増加に対応
して天然砂の量を増加させる同一の組成に関して、ノリ
力の予め分粒した無機充填材粒子のレベルを増加した時
の圧縮強度特性の比較を示すグラフである。
発明の詳説
第１図は、ポルトランドセメントおよび水の混合物の典
型的粘度特性を示す。粘度測定には、従来のＲＶタイプ
のブルックフィールド粘度計を使用し、Ｎ０１４のスピ
ンドルを用いてＮｏ、２０の速度、係数１００で行った
。タイプＨのポルトランドセメントは水１に対してポル
トランド３の容量混合比率で使用した。読み取り値は単
に特性曲線をプロットするため使用された相対示度であ
る。
型的粘度特性を示す。粘度測定には、従来のＲＶタイプ
のブルックフィールド粘度計を使用し、Ｎ０１４のスピ
ンドルを用いてＮｏ、２０の速度、係数１００で行った
。タイプＨのポルトランドセメントは水１に対してポル
トランド３の容量混合比率で使用した。読み取り値は単
に特性曲線をプロットするため使用された相対示度であ
る。
該曲線は、セメントをゲルにすることが可能な水ポルト
ランドセメント比であればいずれでも、特性は実質的に
同一である。時間に関して示されるように、前記の機械
は「オン」の時間を１２分間、「オフ」の時間を５分間
として連続的に再循環する。
ランドセメント比であればいずれでも、特性は実質的に
同一である。時間に関して示されるように、前記の機械
は「オン」の時間を１２分間、「オフ」の時間を５分間
として連続的に再循環する。
該機械を作動させる度に、測定値は前サイクルより高い
レベルに上界し、酸サイクルにおいて到達する一定レベ
ルより相対的に高い一定のレベルに降下する。この特性
が、非ヂクソトロピックとして分類される従来のセメン
トと水の混合物の典型的なしのである。チクソトロピー
は、応力を除去すると、元の粘性状態を回復する応力下
で粘度損失によって特徴づけられる液体又はゲルの特性
である。したがって真にチクソトロピークであるには、
読み取り値は実質的にサイクルごとに反復性、すなわち
繰返しサイクルがヒステリシスを示すべきである。本発
明によれば、現在のセメント物質の混合物におけるヒス
テリシス欠損の理由は該混合物のグイラタンシーによる
と考えられる。−□旦、応力が負荷されると、該応力を
例え除去しても再吸収されない混合物から遊離水が放出
される。このようにして、各々の連続サイクルにおいて
、スピンドルに隣接する物質は重い粒子の沈降により更
に粘度が増加する。
レベルに上界し、酸サイクルにおいて到達する一定レベ
ルより相対的に高い一定のレベルに降下する。この特性
が、非ヂクソトロピックとして分類される従来のセメン
トと水の混合物の典型的なしのである。チクソトロピー
は、応力を除去すると、元の粘性状態を回復する応力下
で粘度損失によって特徴づけられる液体又はゲルの特性
である。したがって真にチクソトロピークであるには、
読み取り値は実質的にサイクルごとに反復性、すなわち
繰返しサイクルがヒステリシスを示すべきである。本発
明によれば、現在のセメント物質の混合物におけるヒス
テリシス欠損の理由は該混合物のグイラタンシーによる
と考えられる。−□旦、応力が負荷されると、該応力を
例え除去しても再吸収されない混合物から遊離水が放出
される。このようにして、各々の連続サイクルにおいて
、スピンドルに隣接する物質は重い粒子の沈降により更
に粘度が増加する。
本発明によれば、予め定めた最大粒径より小さい無機充
填材粒子を、予め定めた最小重量比率でポルトランドセ
メントに添加することにより、真のヂクソトロピソクな
様式で応答するポルトランドセメント水混合物が得られ
ることが判明した。
填材粒子を、予め定めた最小重量比率でポルトランドセ
メントに添加することにより、真のヂクソトロピソクな
様式で応答するポルトランドセメント水混合物が得られ
ることが判明した。
ポルトランドセメントに対する予め分粒した充填材粒子
の比率は次の関係を満足しなければならなｕ’：Ｆ≧Ｐ
／２（ここに、Ｆは予め分粒した無機充填材粒子の最小
必要重量、Ｐはポルトランドセメントの重量である）。
の比率は次の関係を満足しなければならなｕ’：Ｆ≧Ｐ
／２（ここに、Ｆは予め分粒した無機充填材粒子の最小
必要重量、Ｐはポルトランドセメントの重量である）。
前記の式に示したように、予め分粒した無機充填材粒子
の最小量はポルトランドセメント重量の少なくとも５０
％に相当しなければならない。モルタル、セメントおよ
びコンクリートについでＡＳＴＭにより指定された必要
最小量のポルトランド濃度を満たす限り、ポルトランド
セメントに対する充填材粒子の相対的比率には最大限が
存在しない。後記するごとく、一旦、Ｆの必要量小川が
満足されれば、従来の骨材の添加でモルタル、セメント
又はコンクリートが形成できる。しかしながら、前記の
ように、無機充填材粒子Ｆの粒径は予め定めた約５０ミ
クロンの最大粒径以下、好ましくは４４ミクロン以下、
最適には３８ミクロン以下であることが臨界的である。
の最小量はポルトランドセメント重量の少なくとも５０
％に相当しなければならない。モルタル、セメントおよ
びコンクリートについでＡＳＴＭにより指定された必要
最小量のポルトランド濃度を満たす限り、ポルトランド
セメントに対する充填材粒子の相対的比率には最大限が
存在しない。後記するごとく、一旦、Ｆの必要量小川が
満足されれば、従来の骨材の添加でモルタル、セメント
又はコンクリートが形成できる。しかしながら、前記の
ように、無機充填材粒子Ｆの粒径は予め定めた約５０ミ
クロンの最大粒径以下、好ましくは４４ミクロン以下、
最適には３８ミクロン以下であることが臨界的である。
ポルトランドセメントおよび予め分粒した無機充填材粒
子からなる混合物が、前記のポルトランドおよび充填材
粒子間の要求される比率を満足し、充填材粒子が要求さ
れる最大粒径を満足する場合、該混合物は水の存在下で
、チクソトロビックおよび非ダイラタントな特性を示す
。第２図は、異なつ１こ百分率レベルで添加した水と、
重量比率が１１のポルトランドセメントおよび予め分粒
した粒子の混合物についての曲線群を示す。該曲線は、
水の百分率とは関係なく、該混合物か真にチクソトロビ
ソクな粘度特性を有していることを示している。第３図
は、ポルトランドセメント、水お上び巽なった最大粒径
レベルの無機充填材粒子の組成物に関して、遊離水の百
分率によりグイラタンンーの程度を示している。各々の
場合において、混合物はポルトランドセメント６０ｇ、
種々の粒径のシリカ３０ｇおよび水３０ｇからなる。混
合物は同条件下、ミキサー中で攪拌し、放置する。つい
で、該遊離水を取出し、放出した遊離水の重量を測定し
てその百分率を算出する。Ｎｏ、１の実施例では、１０
５ミクロンより小さい粒径の粒子を通過させる従来のＮ
ｏ、 １４０のふるいを用いてシリカ無機粒子をふるい
分けることにより、無機充填材粒子の最大粒径を測定し
た。ふるい（すなわち、１０５ミクロン以上の）にかか
った該粒子をＮｏ、Ｉの実施例のテストに使用した。モ
ルタルに用いる「細かい」骨材は、Ｎｏ、 １００ふる
いに相当する等級が２〜２５％以下で、Ｎ０１４のふる
いとＮｏ、 １００のふるいの間の等級の使用が、ＡＳ
ＴＭ−ＣＩ ４４規格において推奨されていることを理
解すべきである。したがって、実施例Ｎｏ、１で用いら
れる粒子は、現在天然砂の細骨材粒子について商業的に
考えられているものより小さい粒径の粒子である。それ
にもかかわらず、実施例Ｎ０２１の混合物は非常にダイ
ラタントである。実施例Ｎｏ、２の粒子は、７４〜１０
５ミクロン、すなわちＮｏ、 ＋ ４０〜Ｎｏ、 ２０
０のふるいの粒径である。
子からなる混合物が、前記のポルトランドおよび充填材
粒子間の要求される比率を満足し、充填材粒子が要求さ
れる最大粒径を満足する場合、該混合物は水の存在下で
、チクソトロビックおよび非ダイラタントな特性を示す
。第２図は、異なつ１こ百分率レベルで添加した水と、
重量比率が１１のポルトランドセメントおよび予め分粒
した粒子の混合物についての曲線群を示す。該曲線は、
水の百分率とは関係なく、該混合物か真にチクソトロビ
ソクな粘度特性を有していることを示している。第３図
は、ポルトランドセメント、水お上び巽なった最大粒径
レベルの無機充填材粒子の組成物に関して、遊離水の百
分率によりグイラタンンーの程度を示している。各々の
場合において、混合物はポルトランドセメント６０ｇ、
種々の粒径のシリカ３０ｇおよび水３０ｇからなる。混
合物は同条件下、ミキサー中で攪拌し、放置する。つい
で、該遊離水を取出し、放出した遊離水の重量を測定し
てその百分率を算出する。Ｎｏ、１の実施例では、１０
５ミクロンより小さい粒径の粒子を通過させる従来のＮ
ｏ、 １４０のふるいを用いてシリカ無機粒子をふるい
分けることにより、無機充填材粒子の最大粒径を測定し
た。ふるい（すなわち、１０５ミクロン以上の）にかか
った該粒子をＮｏ、Ｉの実施例のテストに使用した。モ
ルタルに用いる「細かい」骨材は、Ｎｏ、 １００ふる
いに相当する等級が２〜２５％以下で、Ｎ０１４のふる
いとＮｏ、 １００のふるいの間の等級の使用が、ＡＳ
ＴＭ−ＣＩ ４４規格において推奨されていることを理
解すべきである。したがって、実施例Ｎｏ、１で用いら
れる粒子は、現在天然砂の細骨材粒子について商業的に
考えられているものより小さい粒径の粒子である。それ
にもかかわらず、実施例Ｎ０２１の混合物は非常にダイ
ラタントである。実施例Ｎｏ、２の粒子は、７４〜１０
５ミクロン、すなわちＮｏ、 ＋ ４０〜Ｎｏ、 ２０
０のふるいの粒径である。
該混合物は、それでもなお極めてダイラタントである。
グイラタンシーの程度は、充填材粒子の最大粒径が減少
するにつれて急激に落ちる。グイラタンシーの程度は、
最大粒径が３８ミクロン以下で０に落ちる。しかしなが
ら、グイラタンシーの程度は、粒度が４４〜３８ミクロ
ンで、わずかに２．１％、４４〜５０ミクロンで６８％
である。
するにつれて急激に落ちる。グイラタンシーの程度は、
最大粒径が３８ミクロン以下で０に落ちる。しかしなが
ら、グイラタンシーの程度は、粒度が４４〜３８ミクロ
ンで、わずかに２．１％、４４〜５０ミクロンで６８％
である。
したがって、本発明によれば、実際上、分粒した無機充
填材粒子の最大粒径は、約５０ミクロン、好ましい最大
粒径は４４ミクロン、最適な最大粒径は３８ミクロンと
規定される。
填材粒子の最大粒径は、約５０ミクロン、好ましい最大
粒径は４４ミクロン、最適な最大粒径は３８ミクロンと
規定される。
予め分粒した充填材の粒度要求は、ポルトランドセメン
トに関する充填材比率と混同してはならない。両要求と
ら、モルタル、セメント又はコンクリートに使用する非
ダイラタントな混合物を製造するため、本発明にとって
臨界的である。第１〜４図では、タイプＨのポルトラン
ドセメントを使用したが、本発明においてはタイプＩの
ポルトランドセメントら同様に使用でき、また他の水硬
性セメントにも適用できる。
トに関する充填材比率と混同してはならない。両要求と
ら、モルタル、セメント又はコンクリートに使用する非
ダイラタントな混合物を製造するため、本発明にとって
臨界的である。第１〜４図では、タイプＨのポルトラン
ドセメントを使用したが、本発明においてはタイプＩの
ポルトランドセメントら同様に使用でき、また他の水硬
性セメントにも適用できる。
いずれかの通常の無機充填材、好ましくは鉱物充填材、
もっとも好ましくはシリカ（酸化シリコン）を予め分粒
した無機充ｍ４４粒子として使用することができる。本
発明によって予め分粒した天然砂が好ましく選択される
。他の通常の無機充填１４粒子には、アルミナ、炭酸カ
ルシウム、硫酸カルシウム、ケイ酸カルシウム、メタケ
イ酸カルシウム、硫酸バリウム、雲母、および例えばミ
ネソタ州、セントポールのシーラント・インダストリ（
Ｚｅｅｌａｎｄ Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ ｏｆ Ｓｔ、
Ｐａｕｌ９Ｍｉｎｎｅｓｏｔａ）の商標登録製品である
ジーオスフィア−（Ｚｅｅｏｓ−ｐｈｅｒｅｓ）のよう
な合成無機粒子が包含される。
もっとも好ましくはシリカ（酸化シリコン）を予め分粒
した無機充ｍ４４粒子として使用することができる。本
発明によって予め分粒した天然砂が好ましく選択される
。他の通常の無機充填１４粒子には、アルミナ、炭酸カ
ルシウム、硫酸カルシウム、ケイ酸カルシウム、メタケ
イ酸カルシウム、硫酸バリウム、雲母、および例えばミ
ネソタ州、セントポールのシーラント・インダストリ（
Ｚｅｅｌａｎｄ Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ ｏｆ Ｓｔ、
Ｐａｕｌ９Ｍｉｎｎｅｓｏｔａ）の商標登録製品である
ジーオスフィア−（Ｚｅｅｏｓ−ｐｈｅｒｅｓ）のよう
な合成無機粒子が包含される。
本発明にとって、最大粒径のみが臨界的であるが、少な
くともミクロンの大きさ、すなわち、ミクロンより小さ
い又は微小シリカ粒子に対して、１ミクロン以上の粒子
が好ましい。該粒径の粒子が少なくなるにつれて、容量
が少なくなり、より軽くなる。したがって、本発明の臨
界を満足させるためにより多くの粒子が要求される。３
８ミクロンの粒子は粒径が１ミクロンの粒子と同様に働
くので、大きい粒径の粒子を使用する方が小さい粒径の
粒子より非常に安価である。実際上の選択はコストに基
づく。しかしながら、天然砂のよ・うな無機充填材粒子
は均一の粒径のものが商業的に入手できず、むしろ最大
指定粒径より小さいことに注意すべきである。したがっ
て、現在人手できるシリカ粒子は現在、例えば、５ミク
ロンの粒径であるが、実際上、大部分が微小粒径、すな
わち、粒径カ月ミクロンより小さい粒子を含有する。本
発明は、粒径の等吸を限定するものではなく、最大許容
粒径までの大きいミクロン粒径の粒子を奨励する。すな
わち、好ましい範囲はその粒子の大部分が約１〜５０ミ
クロンの間に含まれることであり、５０ミクロンがほぼ
上限である。
くともミクロンの大きさ、すなわち、ミクロンより小さ
い又は微小シリカ粒子に対して、１ミクロン以上の粒子
が好ましい。該粒径の粒子が少なくなるにつれて、容量
が少なくなり、より軽くなる。したがって、本発明の臨
界を満足させるためにより多くの粒子が要求される。３
８ミクロンの粒子は粒径が１ミクロンの粒子と同様に働
くので、大きい粒径の粒子を使用する方が小さい粒径の
粒子より非常に安価である。実際上の選択はコストに基
づく。しかしながら、天然砂のよ・うな無機充填材粒子
は均一の粒径のものが商業的に入手できず、むしろ最大
指定粒径より小さいことに注意すべきである。したがっ
て、現在人手できるシリカ粒子は現在、例えば、５ミク
ロンの粒径であるが、実際上、大部分が微小粒径、すな
わち、粒径カ月ミクロンより小さい粒子を含有する。本
発明は、粒径の等吸を限定するものではなく、最大許容
粒径までの大きいミクロン粒径の粒子を奨励する。すな
わち、好ましい範囲はその粒子の大部分が約１〜５０ミ
クロンの間に含まれることであり、５０ミクロンがほぼ
上限である。
シリカ粒子の構造は本発明では重要ではない。
しかしなから、納品構造を存するノリ力は、主としてコ
ストおよび粒径を区別するために、時々、凝縮シリカヒ
ユームと呼ばれる非晶質アモルファス構造のシリカより
好ましい。
ストおよび粒径を区別するために、時々、凝縮シリカヒ
ユームと呼ばれる非晶質アモルファス構造のシリカより
好ましい。
セメント含有混合物を製造するために添加される水の債
は、当業者によく知られているように非常に重要である
。本発明によれば、事実、充填材粒子の重量が添加する
水の重量に等しいモルタル、セメント又はコンクリート
に対する最小必要を満足させる水の最小濃度が存在する
。
は、当業者によく知られているように非常に重要である
。本発明によれば、事実、充填材粒子の重量が添加する
水の重量に等しいモルタル、セメント又はコンクリート
に対する最小必要を満足させる水の最小濃度が存在する
。
本発明によって、モルタルセメント又はコンクリートを
調製するためにセメント含有混合物に添加する必要があ
るのは、従来より当業者に公知のように骨材のみであり
、ＡＳＴＭ規格に従って使用する。骨材と本発明にかか
る無機充填材粒子とを区別するため、後者は接頭辞であ
る「予め分粒した」を用い、これに対し前者は、天然砂
のみ又は砕石や砂利との組合せのような、有機物を実質
的に含有しない従来の充填材を示すことを意図している
。
調製するためにセメント含有混合物に添加する必要があ
るのは、従来より当業者に公知のように骨材のみであり
、ＡＳＴＭ規格に従って使用する。骨材と本発明にかか
る無機充填材粒子とを区別するため、後者は接頭辞であ
る「予め分粒した」を用い、これに対し前者は、天然砂
のみ又は砕石や砂利との組合せのような、有機物を実質
的に含有しない従来の充填材を示すことを意図している
。
しかしながら、予め分粒した充填材粒子は骨材粒子の代
用品として使用してよいが、これは主としてコストの面
から、また物性および作業性の違いからも賢明なことで
はないと解ずへさである。
用品として使用してよいが、これは主としてコストの面
から、また物性および作業性の違いからも賢明なことで
はないと解ずへさである。
したがって、本発明にかかるモルタルセメント又はコン
クリート混合物を製造するために最小要求量のみの予め
分粒した充填材粒子を使用すると仮定すると、モルタル
を製造する際、ポルトランドセメントｌに対する、予め
分粒した充填材粒子、骨材の比は、容量比率約１：０．
５：３、理想的比率１：Ｉ：３、最大比率１：Ｉ：６で
骨材を添加すべきである。セメントおよびコンクリート
に関しては、ポルトランドセメント、予め分粒した充填
材粒子および骨材についての同比率は、体積比率で約１
：ｌ：３、理想的比率で１：２：３、最大比率で１２＝
６であるべきである。コンクリートに関しては、砂利を
該骨材に混合すべきである。
クリート混合物を製造するために最小要求量のみの予め
分粒した充填材粒子を使用すると仮定すると、モルタル
を製造する際、ポルトランドセメントｌに対する、予め
分粒した充填材粒子、骨材の比は、容量比率約１：０．
５：３、理想的比率１：Ｉ：３、最大比率１：Ｉ：６で
骨材を添加すべきである。セメントおよびコンクリート
に関しては、ポルトランドセメント、予め分粒した充填
材粒子および骨材についての同比率は、体積比率で約１
：ｌ：３、理想的比率で１：２：３、最大比率で１２＝
６であるべきである。コンクリートに関しては、砂利を
該骨材に混合すべきである。
モルタルセメント又はコンクリート各々におけろ水分濃
度は、用途により適性なコンシスチンシーに１週整すべ
きである。好ましくは、モルタル用の水分濃度は全組成
の１３〜１７，４重量％の範囲、最適には１４．３〜１
５．６％の範囲を満足すへさである。セメント含育、昆
合物に関し、その含水率は好ましくは、１３．９〜１７
．１％、最適ニは１５〜１６％であるへきである。
度は、用途により適性なコンシスチンシーに１週整すべ
きである。好ましくは、モルタル用の水分濃度は全組成
の１３〜１７，４重量％の範囲、最適には１４．３〜１
５．６％の範囲を満足すへさである。セメント含育、昆
合物に関し、その含水率は好ましくは、１３．９〜１７
．１％、最適ニは１５〜１６％であるへきである。
予め分粒した無機充填材粒子を含有しない従来のセメン
ト混合物および石灰を含有する従来の同様な混合物と比
較して本発明のセメント含有混合物の利点を実証するた
め、天然砂および石灰の量を同様に増加させた同じ混合
物に関して、予め分粒した充１ｉ材粒子の量を増加して
含有させたボルトランドセメントおよび砂からなる混合
物について圧縮荷重試験を連続的に行った。試験結果を
第４図の曲線に示す。曲線Ａの各試験時の基本組成は、
最大３８ミクロンサイズの予め分粒した充填材粒子を２
ｇの間隔で添加した天然砂骨材６０ｇにポルトランドセ
メントを２０９混合したものである。各レベルでの該混
合物は、凝結させ、オ令７日後に標塾の圧縮荷重試験を
行った。曲線Ｂは、天然砂骨ｔ４に同一の基本的なポル
トランドを加えた混合物に、その他は同一条件で天然砂
骨材を２０９増量添加することにより製造した。曲線Ｃ
は、比較の目的で同一の混合物に石灰を２９増量添加し
て製造した。本発明にかかるセメント含有混合物の圧縮
強度は、実質的に天然骨材を用いた同様の混合物の強度
より高く、石灰を用いた同様の混合物よりはずっと上で
ある。
ト混合物および石灰を含有する従来の同様な混合物と比
較して本発明のセメント含有混合物の利点を実証するた
め、天然砂および石灰の量を同様に増加させた同じ混合
物に関して、予め分粒した充１ｉ材粒子の量を増加して
含有させたボルトランドセメントおよび砂からなる混合
物について圧縮荷重試験を連続的に行った。試験結果を
第４図の曲線に示す。曲線Ａの各試験時の基本組成は、
最大３８ミクロンサイズの予め分粒した充填材粒子を２
ｇの間隔で添加した天然砂骨材６０ｇにポルトランドセ
メントを２０９混合したものである。各レベルでの該混
合物は、凝結させ、オ令７日後に標塾の圧縮荷重試験を
行った。曲線Ｂは、天然砂骨ｔ４に同一の基本的なポル
トランドを加えた混合物に、その他は同一条件で天然砂
骨材を２０９増量添加することにより製造した。曲線Ｃ
は、比較の目的で同一の混合物に石灰を２９増量添加し
て製造した。本発明にかかるセメント含有混合物の圧縮
強度は、実質的に天然骨材を用いた同様の混合物の強度
より高く、石灰を用いた同様の混合物よりはずっと上で
ある。
第１図は、ポルトランドセメントと水の混合物の時間に
対する典型的な粘度特性を示す曲線、第２図は、本発明
により選択したシリカの予め分粒した無機充填材粒子、
および全混合物に対する百分率として種々含有■を変化
さＵ−た水を含有するポルトランドセメントの時間に関
する粘度特性を示す曲線群、第３図は、ポルトランドセ
メント、水、および最大粒径レベルの異なるシリカの予
め分粒した無機充填材粒子からなる混合物のグイラタン
シーの程度を示す棒グラフ、第４図は、ポルトランドセ
メントおよび骨材からなる典型的なメーソンリーセメン
ト組成物について、予め分粒した充填材粒子の重量増加
に対応して天然砂の量を増加させる同一の組成に関して
、シリカの予め分粒した無機充填材粒子のレベルを増加
した時の圧縮強度特性の比較を示すグラフである。 特許出願人 セムテック・ラボラトリーズ・インコー
ホレイテッド 代 理 人 弁理士 青 山 葆 ほか２名で、ン
４優桑埋 ｍ−第２図 １Ｎｕ’） ＝ニブ椿優ｑ５
対する典型的な粘度特性を示す曲線、第２図は、本発明
により選択したシリカの予め分粒した無機充填材粒子、
および全混合物に対する百分率として種々含有■を変化
さＵ−た水を含有するポルトランドセメントの時間に関
する粘度特性を示す曲線群、第３図は、ポルトランドセ
メント、水、および最大粒径レベルの異なるシリカの予
め分粒した無機充填材粒子からなる混合物のグイラタン
シーの程度を示す棒グラフ、第４図は、ポルトランドセ
メントおよび骨材からなる典型的なメーソンリーセメン
ト組成物について、予め分粒した充填材粒子の重量増加
に対応して天然砂の量を増加させる同一の組成に関して
、シリカの予め分粒した無機充填材粒子のレベルを増加
した時の圧縮強度特性の比較を示すグラフである。 特許出願人 セムテック・ラボラトリーズ・インコー
ホレイテッド 代 理 人 弁理士 青 山 葆 ほか２名で、ン
４優桑埋 ｍ−第２図 １Ｎｕ’） ＝ニブ椿優ｑ５
Claims (25)
- （１）水硬性セメントと、約５０ミクロンの最大粒径を
有する予め分粒した無機充填材粒子を、Ｃ／２＜Ｆ（こ
こに、Ｃは水硬性セメントの重量およびＦは予め分粒し
た充填材粒子の重量を意味する）で示される重量関係で
組合せてなり、該組合せはＦ＝Ｈ＿２Ｏ重量の最小比率
で水との混合に適応され、用途に応じて該水硬性セメン
トおよび充填材粒子に対する所望の容量割合で骨材粒子
を含有することを特徴とするモルタル、セメントまたは
コンクリートとして用いる実質的にチクソトロピックな
、非ダイラタントなセメント含有混合物。 - （２）水硬性セメントがポルトランドセメントである前
記第（１）項のセメント含有混合物。 - （３）予め分粒した無機充填材粒子がシリカ、炭酸カル
シウム、硫酸カルシウム、ケイ酸マグネシウムおよび雲
母からなる群より選ばれる前記第（２）項のセメント含
有混合物。 - （４）予め分粒した無機充填材粒子が天然砂タイプのシ
リカである前記第（３）項のセメント含有混合物。 - （５）予め分粒した無機充填材粒子が４４ミクロンの最
大粒径を有する前記第（４）項のセメント含有混合物。 - （６）予め分粒した無機充填材粒子が３８ミクロンの最
大粒径を有する前記第（４）項のセメント含有混合物。 - （７）予め分粒した充填材粒子の大部分が粒径約１〜５
０ミクロンの間に含まれる前記第（４）項のセメント含
有混合物。 - （８）モルタル形成用に、該ポルトランドセメント、予
め分粒した充填材料粒子および骨材粒子を約１：０．５
：３の容量比率で存在させる前記第（３）項又は第（６
）項のセメント含有混合物。 - （９）容量比率が１：１：３である前記第（８）項のセ
メント含有混合物。 - （１０）容量比率が１：１：６である前記第（８）項の
セメント含有混合物。 - （１１）水分濃度を全モルタル組成物に対して１３〜１
７．５重量％とする前記第（９）項のセメント含有混合
物。 - （１２）セメントおよびコンクリート製造用に、ポルト
ランドセメント、予め分粒した充填材粒子および骨材粒
子を約１：１：３の容量比率で存在させる前記第（３）
項又は第（６）項のセメント含有混合物。 - （１３）容量比率が約１：２：３である前記第（１２）
項のセメント含有混合物。 - （１４）容量比率が１：２：６である前記第（１２）項
のセメント含有混合物。 - （１５）水分濃度を全セメント組成物に対して１３．９
〜１７．１重量％とする前記第（１３）項のセメント含
有混合物。 - （１６）ポルトランドセメントと、約５０ミクロンの最
大粒径を有する予め分粒された無機充填材粒子を、Ｐ／
２＜Ｆ（ここに、Ｐはポルトランドセメントの重量およ
びＦは予め分粒した充填材粒子の重量を意味する）の重
量関係で混合し、 少なくとも充填材粒子の重量に対して同量の割合で、該
混合物に水を添加し、 モルタル、セメント又はコンクリートとしての用途に応
じて、ポルトランドセメントの容量に関し所望の容量比
率で骨材粒子を添加する工程からなることを特徴とする
実質的に非ダイラタントなセメント含有混合物の製造方
法。 - （１７）混合物の用途に従ったコンシステンシーを提供
するために混合物の含水率を調整する前記第（１６）項
の方法。 - （１８）混合物の含水率が１３〜１７．４％である前記
第（１７）項の方法。 - （１９）セメントとして使用するための、含水率が全混
合物に基づいて１３．９〜１７．１重量％である前記第
（１７）項の方法。 - （２０）ポルトランドセメント：予め分粒した充填材粒
子：骨材が約１：５：３の容量比率で成分を混合物に配
合する前記第（１８）項の方法。 - （２１）ポルトランドセメント：予め分粒した充填材粒
子：骨材が約１：１：３の容量比率で成分を混合物中に
配合する前記第（１８）項の方法。 - （２２）ポルトランドセメント：予め分粒した充填材粒
子：骨材が約１：１：３の容量比率で成分を混合物中に
配合する前記第（１９）項の方法。 - （２３）ポルトランドセメント：予め分粒した充填材粒
子：骨材が約１：１：６の容量比率で成分を混合物中に
配合する前記第（１８）項の方法。 - （２４）ポルトランドセメント：予め分粒した充填材粒
子：骨材が約１：２：３の容量比率で成分を混合物中に
配合する前記第（２３）項の方法。 - （２５）ポルトランドセメント：予め分粒した充填材粒
子：骨材が約１：２：６の容量比率で成分を混合物中に
配合する前記第（２４）項の方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US06/783,868 US4666521A (en) | 1985-10-03 | 1985-10-03 | Cementatious admixtures and method |
| US783868 | 1985-10-03 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62158153A true JPS62158153A (ja) | 1987-07-14 |
Family
ID=25130652
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61235471A Pending JPS62158153A (ja) | 1985-10-03 | 1986-10-02 | セメント含有混合物およびその製造方法 |
Country Status (13)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4666521A (ja) |
| EP (1) | EP0217389A3 (ja) |
| JP (1) | JPS62158153A (ja) |
| KR (1) | KR870003948A (ja) |
| CN (1) | CN86106866A (ja) |
| AU (1) | AU6345986A (ja) |
| BR (1) | BR8604692A (ja) |
| DK (1) | DK470286A (ja) |
| FI (1) | FI863855A (ja) |
| IL (1) | IL80200A0 (ja) |
| NO (1) | NO863895L (ja) |
| PT (1) | PT83487B (ja) |
| ZA (1) | ZA866934B (ja) |
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|---|---|---|---|---|
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| US4836969A (en) * | 1987-04-30 | 1989-06-06 | Cemtech Laboratories Inc. | Method of casting a structure from cementitious |
| AT394549B (de) * | 1989-09-06 | 1992-04-27 | Porr Allg Bauges | Betonbauteil, verfahren zur herstellung eines betonbauteiles, mischung sowie zement zur herstellung der mischung und des betonbauteiles |
| WO1992017413A1 (en) * | 1991-03-29 | 1992-10-15 | Chase Raymond S | Silica-containing cement and concrete composition |
| US5250113A (en) * | 1991-07-31 | 1993-10-05 | W. R. Grace & Co.-Conn. | Dry castable concrete compositions and methods of preparing and dry casting the same |
| DE19800963A1 (de) * | 1998-01-14 | 1999-07-22 | Holzmann Philipp Ag | Verfahren zum Verpressen des Ringraums zwischen Tübbingen und Gebirge mit Mörtel |
| AUPQ746100A0 (en) * | 2000-05-05 | 2000-06-08 | Collier, Peter | Improvements in building blocks |
| US6765153B2 (en) | 2001-06-14 | 2004-07-20 | David M. Goodson | Method for making improved ceramic cement compositions containing a dispersed seeded phase and a method and apparatus for producing seed crystals |
| ES2192464B1 (es) * | 2001-11-16 | 2005-02-01 | Diego De Los Santos Parejo | Mortero a base de cemento y aridos. |
| CN102059741B (zh) * | 2010-11-05 | 2012-11-14 | 周志涛 | 高性能混凝土的制备方法 |
| CN110494407A (zh) * | 2017-04-07 | 2019-11-22 | 喜利得股份公司 | 细碳酸钙在基于矾土水泥的无机砂浆体系中的用途以增加载荷值 |
Family Cites Families (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3558335A (en) * | 1966-04-04 | 1971-01-26 | Mobil Oil Corp | Well cementing compositions |
| NL6909122A (ja) * | 1968-06-25 | 1969-12-30 | ||
| US3997353A (en) * | 1974-10-18 | 1976-12-14 | Aluminum Company Of America | High early strength cement |
| US4144078A (en) * | 1976-06-03 | 1979-03-13 | Mid-Florida Mining Co. | Masonry cement |
| DE2759908C2 (de) * | 1976-07-22 | 1990-09-13 | Societe Europeenne Des Produits Refractaires, 92200 Neuilly-Sur-Seine | Beton |
| US4321243A (en) * | 1980-08-05 | 1982-03-23 | Cornwell Charles E | Method of producing stabilized aqueous dispersions of silica fume |
| US4472201A (en) * | 1981-08-15 | 1984-09-18 | Kurosaki Refractories Co., Ltd. | Hydraulic heat-resisting material and premold product made of such hydraulic heat-resisting material |
| JPS59227762A (ja) * | 1983-06-03 | 1984-12-21 | 昭和電工株式会社 | 左官作業用塗り材 |
| US4505753A (en) * | 1983-06-30 | 1985-03-19 | Research One Limited Partnership | Cementitious composite material |
| US4501830A (en) * | 1984-01-05 | 1985-02-26 | Research One Limited Partnership | Rapid set lightweight cement product |
-
1985
- 1985-10-03 US US06/783,868 patent/US4666521A/en not_active Expired - Fee Related
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1986
- 1986-09-11 ZA ZA866934A patent/ZA866934B/xx unknown
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